DE102012222920A1

DE102012222920A1 - Battery system has insulation measurement circuit with energy storage for transmitting measured voltage drop at measuring resistors and is connected to measuring resistors on which measurement is made

Info

Publication number: DE102012222920A1
Application number: DE201210222920
Authority: DE
Inventors: Stefan Butzmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2012-12-12
Publication date: 2014-06-12

Abstract

The system (1) has a battery (4) for providing voltage in a high-voltage network (2) and a measuring device (8) for measuring the insulation resistance of the high-voltage network against electrically isolated ground connection (3). A measuring unit (10) is adapted to measure voltage drop across the measuring resistors. An insulation measurement circuit (9) comprises a energy storage (17) for transmitting the measured voltage drop at measuring resistors (11,12) and the energy storage is connected to the measuring resistors on which the measurement is made.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem mit einer Batterie zum Bereitstellen einer Spannung in einem Hochvolt-Netz und einer Messeinrichtung zum Messen des Isolationswiderstands des Hochvolt-Netzes gegenüber einem hiervon galvanisch getrennten Masseanschluss, wobei die Messeinrichtung das Hochvolt-Netz und den Masseanschluss miteinander koppelt und eine Isolationsmessschaltung mit zwei Messwiderständen und eine in dem Hochvolt-Netz angeordnete Messeinheit umfasst, wobei die Messwiderstände jeweils mit einem Anschluss des Hochvolt-Netzes und mit dem galvanisch getrennten Masseanschluss verschaltbar sind, und wobei die Messeinheit dazu ausgebildet ist, einen Spannungsabfall über mindestens einen der zwei Messwiderstände zu messen. The present invention relates to a battery system with a battery for providing a voltage in a high-voltage network and a measuring device for measuring the insulation resistance of the high-voltage network with respect to a galvanically isolated ground terminal, wherein the measuring device, the high-voltage network and the ground terminal coupled together and a Insulation measuring circuit comprising two measuring resistors and arranged in the high-voltage network measuring unit, wherein the measuring resistors are each connected to a terminal of the high-voltage network and the galvanically isolated ground terminal, and wherein the measuring unit is adapted to a voltage drop across at least one of the two To measure measuring resistors.

Stand der Technik State of the art

Batteriesysteme mit einem Hochvolt-Netz (HV-Netz) und einem Niedervolt-Netz (NV-Netz) (12 Volt-Versorgung) sind bekannt. Gewöhnlich ist das HV-Netz von einem Masseanschluss des NV-Netzes und damit von dem NV-Netz galvanisch getrennt. Um diese galvanische Trennung zu überprüfen, ist eine Messeinrichtung vorgesehen, die das HV-Netz mit dem NV-Netz koppelt. Die Messeinrichtung umfasst zwei Reihenschaltungen, die jeweils einen Schalter und einen Messwiderstand aufweisen. Die Schalter sind mit dem Masseanschluss des NV-Netzes verbunden. Der eine Messwiderstand ist an einen positiven Anschluss des HV-Netzes und der andere Messwiderstand an einen negativen Anschluss des HV-Netzes angeschlossen. Zusätzlich weist die Messeinrichtung eine Messeinheit auf, die den Spannungsabfall über mindestens einen der zwei Messwiderstände misst. Anhand des ermittelten Spannungsabfalls kann auf den Isolationswiderstand des HV-Netzes gegenüber dem hiervon galvanisch getrennten Masseanschluss und damit auf eine intakte oder fehlerhafte galvanische Trennung zwischen dem HV-Netz und dem Masseanschluss geschlossen werden. Während einer Messung an einem Messwiderstand ist der mit diesem Messwiderstand in Reihe geschaltete Schalter geschlossen. Der andere Schalter ist währenddessen geöffnet. Die Messeinheit ist in dem HV-Netz angeordnet und mit dem negativen Anschluss des HV-Netzes verbunden. Wird der Spannungsabfall an dem Messwiderstand gemessen, der mit dem positiven Anschluss des HV-Netzes verbunden ist, können die gemessenen Spannungen über 400 Volt betragen.Battery systems with a high-voltage network (HV network) and a low-voltage network (NV network) (12 volt supply) are known. Usually, the HV network is galvanically isolated from a ground connection of the NV network and thus from the NV network. In order to check this electrical isolation, a measuring device is provided, which couples the HV network with the NV network. The measuring device comprises two series circuits, each having a switch and a measuring resistor. The switches are connected to the ground connection of the LV network. The one measuring resistor is connected to one positive terminal of the HV network and the other measuring resistor to a negative terminal of the HV network. In addition, the measuring device has a measuring unit which measures the voltage drop across at least one of the two measuring resistors. On the basis of the determined voltage drop, it is possible to deduce the insulation resistance of the HV network with respect to the galvanically isolated ground connection and thus an intact or faulty galvanic isolation between the HV network and the ground connection. During a measurement on a measuring resistor, the switch connected in series with this measuring resistor is closed. The other switch is open during this time. The measuring unit is arranged in the HV network and connected to the negative terminal of the HV network. If the voltage drop across the measuring resistor connected to the positive terminal of the HV mains is measured, the measured voltages may be above 400 volts.

Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Batteriesystem weist eine Batterie zum Bereitstellen einer Spannung in einem Hochvolt-Netz auf. In dem Batteriesystem ist weiter eine Messeinrichtung zum Messen des Isolationswiderstandes des Hochvolt-Netzes gegenüber einem hiervon galvanisch getrennten Masseanschluss vorgesehen. Diese Messeinrichtung koppelt das Hochvolt-Netz und den Masseanschluss miteinander. Sie umfasst weiter eine Isolationsmessschaltung mit zwei Messwiderständen und eine in dem Hochvolt-Netz angeordnete Messeinheit. Die Messwiderstände sind jeweils mit einem Anschluss des Hochvolt-Netzes und mit dem galvanisch getrennten Masseanschluss verschaltbar. Die Messeinheit ist dazu ausgebildet, einen Spannungsabfall über mindestens einen der zwei Messwiderstände zu messen. Die Isolationsmessschaltung umfasst einen Energiespeicher zur Übertragung des an einem Messwiderstand gemessenen Spannungsabfalls. Der Energiespeicher ist sowohl mit dem Messwiderstand, an dem die Messung erfolgt, wie auch mit der Messeinheit verschaltbar. The battery system according to the invention has a battery for providing a voltage in a high-voltage network. In the battery system, a measuring device is further provided for measuring the insulation resistance of the high-voltage network with respect to a galvanically isolated ground connection. This measuring device couples the high-voltage network and the ground connection with each other. It further comprises an insulation measuring circuit with two measuring resistors and a measuring unit arranged in the high-voltage network. The measuring resistors can each be connected to one connection of the high-voltage network and to the galvanically isolated ground connection. The measuring unit is designed to measure a voltage drop across at least one of the two measuring resistors. The insulation measuring circuit comprises an energy store for transmitting the voltage drop measured at a measuring resistor. The energy storage device can be interconnected both with the measuring resistor on which the measurement is taken and with the measuring unit.

Mittels des erfindungsgemäßen Batteriesystems wird es ermöglicht, den Spannungsabfall an dem mit dem positiven Anschluss des HV-Netzes verbundenen Messwiderstandes so zu übertragen, dass der Spannungsabfall mit der Messeinheit eingelesen und ausgewertet werden kann. By means of the battery system according to the invention, it is possible to transmit the voltage drop at the connected to the positive terminal of the HV network measuring resistor so that the voltage drop can be read and evaluated with the measuring unit.

Beispielsweise ist zwischen jedem Messwiderstand und dem Masseanschluss ein Schalter vorgesehen, über den die Messwiderstände jeweils mit dem galvanisch getrennten Masseanschluss verschaltbar sind. Bevorzugt weisen die Messwiderstände eine dauerhafte Verbindung mit dem HV-Netz auf. For example, between each measuring resistor and the ground terminal, a switch is provided, via which the measuring resistors are each connected to the galvanically isolated ground terminal. The measuring resistors preferably have a permanent connection to the HV network.

Wird ein Schalter zwischen einem Messwiderstand und dem Masseanschluss geschlossen, wird eine an dem Messwiderstand abfallende Spannung mithilfe des Energiespeichers an die Messeinheit übertragen. Diese stellt fest, ob die gemessene Spannung einen Wert von Null oder einen von Null verschiedenen Wert aufweist. Ist die gemessene Spannung gleich Null, ist der Isolationswiderstand zwischen dem HV-Netz und dem Masseanschluss unendlich und die galvanische Trennung intakt. Ist die gemessene Spannung ungleich Null, weist der Isolationswiderstand einen geringen endlichen Wert auf und die galvanische Trennung ist nicht mehr gewährleistet. If a switch is closed between a measuring resistor and the earth connection, a voltage dropping across the measuring resistor is transmitted to the measuring unit using the energy storage device. This determines whether the measured voltage has a value of zero or a value other than zero. If the measured voltage is zero, the insulation resistance between the HV mains and the ground terminal is infinite and the galvanic isolation is intact. If the measured voltage is not equal to zero, the insulation resistance has a low finite value and galvanic isolation is no longer guaranteed.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Hochvolt-Netz ein Netz mit einer Gleichspannung von über 60 V oder mit einer Wechselspannung von über 25 V verstanden.In the context of the present invention, a high-voltage network is understood as meaning a network having a DC voltage of more than 60 V or an AC voltage of more than 25 V.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Energiespeicher als Kondensator ausgebildet. Der Kondensator wird mit der an einem Messwiderstand abfallenden Spannung aufgeladen und speichert diese temporär. Durch eine Entladung des Kondensators erfolgt die Übertragung der gemessenen Spannung an die Messeinheit. Der Kondensator ermöglicht es, den Stromfluss zwischen dem Kondensator und der Messeinheit zu begrenzen. Darüber hinaus werden eventuell vorhandene Spannungsspitzen in dem HV-Netz nicht an die Messeinheit weitergeleitet. The dependent claims show preferred developments of the invention. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the energy store is designed as a capacitor. The capacitor is charged with the voltage dropping across a measuring resistor and stores it temporary. By discharging the capacitor, the transmission of the measured voltage to the measuring unit takes place. The capacitor makes it possible to limit the current flow between the capacitor and the measuring unit. In addition, any existing voltage peaks in the HV network are not forwarded to the measuring unit.

Bevorzugt weist die Isolationsmessschaltung einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter auf, mit denen der Energiespeicher mit dem Messwiderstand parallel verschaltbar ist. Je nach Bedarf kann durch Schließen des ersten und des zweiten Schalters der Energiespeicher mit dem Messwiderstand verschaltet werden. Eine Parallelschaltung gewährleistet, dass die an dem Messwiderstand abfallende Spannung und die Spannung, mit der der Energiespeicher aufgeladen wird, identisch sind. Bevorzugt sind der erste und der zweite Schalter geöffnet. Soll die Spannung an einem Messwiderstand gemessen werden, werden beide Schalter geschlossen, so dass der Energiespeicher mit dem Messwiderstand parallel verschaltet ist. The insulation measuring circuit preferably has a first switch and a second switch with which the energy store can be connected in parallel with the measuring resistor. Depending on requirements, the energy storage device can be connected to the measuring resistor by closing the first and the second switch. A parallel connection ensures that the voltage drop across the measuring resistor and the voltage with which the energy store is charged are identical. Preferably, the first and the second switch are open. If the voltage is to be measured at a measuring resistor, both switches are closed, so that the energy storage is connected in parallel with the measuring resistor.

Auch kann die Isolationsmessschaltung einen dritten Schalter und einen vierten Schalter aufweisen, mit denen der Energiespeicher mit der Messeinheit verschaltbar ist. Durch Öffnen des dritten und des vierten Schalters ist eine Entkopplung zwischen dem Energiespeicher und der Messeinheit möglich. Darüber hinaus kann der Energiespeicher durch Öffnen des ersten und des zweiten Schalters von dem Messwiderstand, an dem die Spannung gemessen wurde, ebenfalls entkoppelt werden. Eine Entladung des Energiespeichers und damit eine Übertragung der gemessenen Spannung an die Messeinheit bei geschlossenem dritten und vierten Schalter kann dann unabhängig von dem Strom- und Spannungsverlauf an dem Messwiderstand erfolgen.Also, the insulation measuring circuit may comprise a third switch and a fourth switch, with which the energy storage is connected to the measuring unit. By opening the third and the fourth switch, a decoupling between the energy store and the measuring unit is possible. In addition, the energy storage can be decoupled by opening the first and the second switch of the measuring resistor to which the voltage was measured. A discharge of the energy store and thus a transmission of the measured voltage to the measuring unit with the third and fourth switch closed can then take place independently of the current and voltage profile at the measuring resistor.

Vorzugsweise ist der dritte Schalter in einem geschlossenen Zustand mit dem Negativpotential des HV-Netzes verbunden. Somit kann die gemessene Spannung einfach an eine Messeinheit, die ebenfalls in dem HV-Netz angeordnet ist, übertragen werden. Preferably, the third switch is connected in a closed state to the negative potential of the HV network. Thus, the measured voltage can be easily transmitted to a measuring unit, which is also arranged in the HV network.

Besonders bevorzugt liegt der an dem Messwiderstand gemessene Spannungsabfall in Form einer Spannung an dem vierten Schalter an. Beispielsweise führt ein Schließen des vierten Schalters bei zuvor geschlossenem dritten Schalter zu einer unmittelbaren Übertragung des gemessenen Spannungsabfalls an die Messeinheit.Particularly preferably, the voltage drop measured at the measuring resistor is in the form of a voltage at the fourth switch. For example, closing the fourth switch when the third switch is closed previously leads to an immediate transfer of the measured voltage drop to the measuring unit.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Isolationsmessschaltung einen in dem HV-Netz angeordneten AD-Wandler, über den der Energiespeicher mit der Messeinheit verbindbar ist. Eine Umwandlung der gemessenen Spannung in digitale Signale ermöglicht eine rechnergestützte Auswertung der Messergebnisse.In a particularly advantageous embodiment, the insulation measuring circuit comprises an AD converter arranged in the HV network, via which the energy store can be connected to the measuring unit. A conversion of the measured voltage into digital signals enables a computer-aided evaluation of the measurement results.

Bevorzugt ist die Messeinheit als Mikrocontroller ausgebildet. Dies ermöglicht eine schnelle und zuverlässige Verarbeitung und Auswertung der Messergebnisse. Preferably, the measuring unit is designed as a microcontroller. This allows fast and reliable processing and evaluation of the measurement results.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Batteriesystem einen zweiten Energiespeicher auf, der zwischen dem ersten Energiespeicher und der Messeinheit angeordnet ist. Ein zusätzlicher Energiespeicher dient zur Stabilisierung der Spannung am Eingang des AD-Wandlers. Beispielsweise ist der zweite Energiespeicher mit dem AD-Wandler parallel verschaltet.In a particularly advantageous embodiment, the battery system has a second energy store, which is arranged between the first energy store and the measuring unit. An additional energy storage is used to stabilize the voltage at the input of the AD converter. For example, the second energy storage is connected in parallel with the AD converter.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind der erste Energiespeicher und der zweite Energiespeicher parallel verschaltet. Bevorzugt ist der zweite Energiespeicher als zweiter Kondensator ausgebildet. Beispielsweise wird der erste Energiespeicher in Form eines ersten Kondensators mit der an einem Messwiderstand gemessenen Spannung aufgeladen. Der erste Kondensator wird dann von dem Messwiderstand durch Öffnen des ersten und des zweiten Schalters getrennt. Anschließend erfolgt durch Schließen des dritten und vierten Schalters ein Verschalten des ersten Kondensators mit dem zweiten Kondensator. Eine Entladung des ersten Kondensators führt zu einem Aufladen des zweiten Kondensators und, da der zweite Kondensator direkt mit dem AD-Wandler verschaltet ist, zu einer Übertragung der gemessenen Spannung an den AD-Wandler und die Messeinheit. Sind zwei Kondensatoren zur Übertragung der gemessenen Spannung an die Messeinheit parallel miteinander verschaltet, erhöht sich der Messfehler. Um diesen zu minimieren, muss eine Messung an einem Messwiderstand und damit die Übertragung der gemessenen Spannung über die beiden Kondensatoren an die Messeinheit mehrfach erfolgen. Bevorzugt wird die Messung und damit die Übertragung an die Messeinheit periodisch widerholt.In a further embodiment, the first energy store and the second energy store are connected in parallel. Preferably, the second energy store is designed as a second capacitor. For example, the first energy store is charged in the form of a first capacitor with the voltage measured at a measuring resistor. The first capacitor is then disconnected from the sense resistor by opening the first and second switches. Subsequently, by closing the third and fourth switches, the first capacitor is connected to the second capacitor. A discharge of the first capacitor leads to a charging of the second capacitor and, since the second capacitor is connected directly to the AD converter, to a transmission of the measured voltage to the AD converter and the measuring unit. If two capacitors are connected in parallel to transmit the measured voltage to the measuring unit, the measuring error increases. In order to minimize this, a measurement must be made on a measuring resistor and thus the transmission of the measured voltage across the two capacitors to the measuring unit several times. Preferably, the measurement and thus the transmission to the measuring unit is repeated periodically.

Zeichnungendrawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below. Show it:

1 ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Batteriesystems mit einem Energiespeicher zur Übertragung des an einem Messwiderstand gemessenen Spannungsabfalls und 1 a schematic diagram of a battery system according to the invention with an energy storage device for transmitting the voltage drop measured at a measuring resistor and

2 ein Prinzipschaltbild eines Energiespeichers und die Verschaltung desselben mit dem Batteriesystem aus 1. 2 a schematic diagram of an energy storage and the interconnection of the same with the battery system 1 ,

Ausführungsform der Erfindung Embodiment of the invention

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Batteriesystem 1. Es umfasst ein Hochvolt-Netz (HV-Netz) 2 und einen Masseanschluss 3 eines Niedervolt-Netzes (NV-Netz), das in 1 nicht dargestellt ist. Das HV-Netz 2 ist von dem Masseanschluss 3 und damit auch von dem NV-Netz galvanisch getrennt. 1 shows a battery system according to the invention 1 , It includes a high-voltage network (HV network) 2 and a ground connection 3 a low-voltage (NV) network operating in 1 not shown. The HV network 2 is from the ground connection 3 and thus galvanically isolated from the NV network.

Das HV-Netz 2 weist eine Batterie 4 mit mehrere Batteriezellen 5 zum Bereitstellen einer Spannung in dem HV-Netz 2 auf. Zur Vereinfachung der Darstellung wurde nur eine Batteriezelle 5 eingezeichnet. Die Batterie 4 ist an einem positiven Anschluss (HV+) 6 und einem negativen Anschluss (HV-) 7 des HV-Netzes 2 angeschlossen.The HV network 2 has a battery 4 with several battery cells 5 for providing a voltage in the HV network 2 on. To simplify the illustration, only one battery cell was used 5 located. The battery 4 is at a positive connection (HV +) 6 and a negative connection (HV-) 7 of the HV network 2 connected.

Das Batteriesystem 1 umfasst weiter eine Messeinrichtung 8 zum Messen des Isolationswiderstands des HV-Netzes 2 gegenüber dem hiervon galvanisch getrennten Masseanschluss 3. Die Messeinrichtung 8 koppelt das HV-Netz 2 und den Masseanschluss 3. Sie weist darüber hinaus eine Isolationsmessschaltung 9 und eine als Mikrocontroller 10 ausgebildete Messeinheit auf. The battery system 1 further includes a measuring device 8th for measuring the insulation resistance of the HV network 2 opposite to the galvanically isolated ground connection 3 , The measuring device 8th couples the HV network 2 and the ground connection 3 , It also has an insulation measuring circuit 9 and one as a microcontroller 10 trained measuring unit on.

Teil der Isolationsmessschaltung 9 sind Messwiderstände 11, 12, die jeweils mit einem Verbindungsschalter 13 bzw. 14 und zusätzlichen Widerständen 15 bzw. 16 in Reihe geschaltet sind. Jeder Messwiderstand 11, 12 ist mit einem Anschluss 6 bzw. 7 des HV-Netzes 2 verbunden und über die Verbindungsschalter 13 bzw. 14 mit dem von dem HV-Netz 2 galvanisch getrennten Masseanschluss 3 verschaltbar. Part of the insulation measuring circuit 9 are measuring resistors 11 . 12 , each with a connection switch 13 respectively. 14 and additional resistors 15 respectively. 16 are connected in series. Every measuring resistor 11 . 12 is with a connection 6 respectively. 7 of the HV network 2 connected and via the connection switch 13 respectively. 14 with the HV network 2 galvanically isolated ground connection 3 interconnected.

Zur Ermittlung des Isolationswiderstands zwischen dem HV-Netz 2 und dem hiervon galvanisch getrennten Masseanschluss 3 wird eine an den Messwiderständen 11, 12 abfallende Spannung mittels des Mikrocontrollers 10 gemessen. Hierfür umfasst die Isolationsmessschaltung 9 einen Energiespeicher 17, der zu dem Messwiderstand 11 parallel verschaltbar ist. Der Energiespeicher 17 überträgt die am Messwiderstand 11 gemessene Spannung an einem Analog-Digital-Wandler (AD-Wandler) 18, der aus der gemessenen Spannung digitale Signale generiert und diese an den Mikrocontroller 10 übermittelt. Der Mikrocontroller 10 ist dazu ausgebildet, den Spannungsabfall für mindestens einen der zwei Messwiderstände 11, 12 zu messen. To determine the insulation resistance between the HV network 2 and the galvanically isolated ground terminal 3 becomes one at the measuring resistors 11 . 12 decreasing voltage by means of the microcontroller 10 measured. For this purpose, the insulation measuring circuit includes 9 an energy store 17 that leads to the measuring resistor 11 can be connected in parallel. The energy storage 17 transmits the on the measuring resistor 11 Measured voltage at an analog-to-digital converter (AD converter) 18 which generates digital signals from the measured voltage and sends them to the microcontroller 10 transmitted. The microcontroller 10 is adapted to the voltage drop for at least one of the two measuring resistors 11 . 12 to eat.

1 zeigt lediglich das Messen einer Spannung am Messwiderstand 11. Es versteht sich, dass auf dieselbe Art und Weise, d.h. mithilfe eines Energiespeichers, eines AD-Wandlers und einer Messeinheit, auch am Messwiderstand 12 ein Spannungsabfall gemessen werden kann. Es ist ebenfalls denkbar, den Spannungsabfall am Messwiderstand 12 mithilfe eines Operationsverstärkers zu messen, dessen Ausgänge mit einer Messeinheit, bevorzugt der Messeinheit 10, verbunden sind. 1 shows only the measurement of a voltage at the measuring resistor 11 , It is understood that in the same way, ie with the aid of an energy storage device, an AD converter and a measuring unit, also on the measuring resistor 12 a voltage drop can be measured. It is also conceivable that the voltage drop across the measuring resistor 12 to measure with the aid of an operational amplifier, its outputs with a measuring unit, preferably the measuring unit 10 , are connected.

2 zeigt den als Kondensator 17 ausgebildeten Energiespeicher und dessen Verbindung mit dem Messwiderstand 11 und dem AD-Wandler 18 im Detail. 2 shows that as a capacitor 17 trained energy storage and its connection to the measuring resistor 11 and the AD converter 18 in detail.

Gemäß 2 weist die Isolationsmessschaltung 9 einen ersten Schalter 19 und einen zweiten Schalter 20 auf, über die der Kondensator 17 mit dem Messwiderstand 11 parallel verschaltbar ist. Es sind weiter ein dritter Schalter 21 und ein vierter Schalter 22 als Teil der Isolationsmessschaltung 9 vorgesehen, über die der Kondensator 17 mit dem Mikrocontroller 10 verschaltet werden kann. According to 2 has the insulation measuring circuit 9 a first switch 19 and a second switch 20 on, over which the capacitor 17 with the measuring resistor 11 can be connected in parallel. There are still a third switch 21 and a fourth switch 22 as part of the insulation measuring circuit 9 provided over which the capacitor 17 with the microcontroller 10 can be interconnected.

In geschlossenem Zustand des dritten Schalters 21 ist dieser mit dem Negativpotential des HV-Netzes 2 verbunden. Eine am Messwiderstand 11 gemessene und an den Kondensator 17 übertragene Spannung kann dann durch Schließen des vierten Schalters 22 an den AD-Wandler 18 und die Messeinheit 10 (1) übermittelt werden.In the closed state of the third switch 21 is this with the negative potential of the HV network 2 connected. One at the measuring resistor 11 measured and to the capacitor 17 transmitted voltage can then by closing the fourth switch 22 to the AD converter 18 and the measurement unit 10 ( 1 ).

Optional kann die in 2 dargestellte Isolationsmessschaltung 9 einen zweiten Energiespeicher in Form eines zweiten Kondensators 23 aufweisen. Dieser ist zwischen dem Kondensator 17 und dem AD-Wandler 18 angeordnet und sowohl mit dem Kondensator 17 als auch mit dem AD-Wandler 18 parallel verschaltet. Optionally, the in 2 illustrated insulation measuring circuit 9 a second energy store in the form of a second capacitor 23 exhibit. This is between the capacitor 17 and the AD converter 18 arranged and with both the capacitor 17 as well as with the AD converter 18 connected in parallel.

Im Folgenden soll anhand der 1 und 2 die Funktionsweise des Batteriesystems 1 näher erläutert werden. Zur Bestimmung des Isolationswiderstands zwischen dem HV-Netz 2 und dem Masseanschluss 3 wird die an den Messwiderständen 11, 12 abfallenden Spannung gemessen. Um einen Spannungsabfall an den Messwiderständen 11, 12 hervorzurufen, werden die Verbindungsschalter 13, 14 alternierend geschlossen. Soll eine Messung am Messwiderstand 11 erfolgen, muss der Verbindungsschalter 13 geschlossen werden während der Verbindungsschalter 14 geöffnet ist. Bei einer Messung am Messwiderstand 12 ist der Verbindungsschalter 14 geschlossen, während der Verbindungsschalter 13 keine Verbindung zwischen dem Masseanschluss 3 und dem positiven Anschluss (HV+) 6 des HV-Netzes 2 herstellt. The following is based on the 1 and 2 the functioning of the battery system 1 be explained in more detail. To determine the insulation resistance between the HV network 2 and the ground connection 3 becomes the at the measuring resistors 11 . 12 measured decreasing voltage. To a voltage drop across the measuring resistors 11 . 12 cause the connection switches 13 . 14 closed alternately. Should a measurement on the measuring resistor 11 must be done, the connection switch 13 be closed during the connection switch 14 is open. For a measurement on the measuring resistor 12 is the connection switch 14 closed while the connection switch 13 no connection between the ground connection 3 and the positive connection (HV +) 6 of the HV network 2 manufactures.

Ein Spannungsabgriff wird im Folgenden beispielhaft am Messwiderstand 11 erläutert. Der Spannungsabgriff erfolgt durch Schließen des ersten Schalters 19 und des zweiten Schalters 20, so dass der Kondensator 17 parallel mit dem Messwiderstand 11 verschaltet ist. Dadurch wird der Kondensator 17 mit der an dem Messwiderstand 11 abfallenden Spannung aufgeladen. Anschließend erfolgt durch Öffnen der Schalter 19 und 20 ein Entkoppeln des Kondensators 17 von dem Messwiderstand 11. Der dritte Schalter 21 und der vierte Schalter 22, die bisher geöffnet waren, werden nun geschlossen, wodurch sich der Kondensator 17 entlädt. Indem der dritte Schalter 21 im geschlossenen Zustand mit dem Negativpotential des HV-Netzes 2 verbunden ist, liegt an dem vierten Schalter 22 gegenüber dem Negativpotential des HV-Netzes 2 der an dem Messwiderstand 11 gemessene Spannungsabfall in Form einer Spannung an. Diese Spannung wird an den AD-Wandler 18 übertragen, der diese in ein digitales Signal umwandelt und an den Mikrocontroller 10 weiterleitet. A voltage tap is used as an example on the measuring resistor below 11 explained. The voltage tap is done by closing the first switch 19 and the second switch 20 so that the capacitor 17 parallel with the measuring resistor 11 is interconnected. This will be the capacitor 17 with the on the measuring resistor 11 charged down voltage. Subsequently, by opening the switch 19 and 20 a decoupling of the capacitor 17 from the measuring resistor 11 , The third switch 21 and the fourth switch 22 , which were previously open, are now closed, causing the capacitor 17 discharges. By the third switch 21 in the closed state with the negative potential of the HV network 2 is connected to the fourth switch 22 against the negative potential of the HV network 2 the at the measuring resistor 11 measured voltage drop in the form of a voltage. This voltage is applied to the AD converter 18 which converts them into a digital signal and to the microcontroller 10 forwards.

Ist optional ein zweiter Kondensator 23 in der Isolationsmessschaltung 9 vorgesehen, bewirkt die Entladung des ersten Kondensators 17 bei geschlossenem dritten und vierten Schalter 21, 22 ein Aufladen des zweiten Kondensators 23 und ein Weiterleiten der gemessenen Spannung an den AD-Wandler 18 und den Mikrocontroller 10. Die Spannungen am ersten Kondensator 17, am zweiten Kondensator 23 und dem AD-Wandler 18 sind dabei aufgrund der Parallelschaltung der drei elektronischen Bauteil identisch. Der zweite Kondensator 23 dient dabei zur Stabilisierung der Spannung am Eingang des AD-Wandlers 18.Is optional a second capacitor 23 in the insulation measuring circuit 9 provided, causes the discharge of the first capacitor 17 with the third and fourth switch closed 21 . 22 a charging of the second capacitor 23 and forwarding the measured voltage to the AD converter 18 and the microcontroller 10 , The voltages at the first capacitor 17 , on the second capacitor 23 and the AD converter 18 are identical due to the parallel connection of the three electronic component. The second capacitor 23 serves to stabilize the voltage at the input of the AD converter 18 ,

Die Auswertung der gemessenen Spannung erfolgt dann mithilfe des Mikrocontrollers 10. Dieser ermittelt, ob die gemessene Spannung einen Wert von Null oder einen von Null verschiedenen Wert aufweist. Weist der an den Messwiderständen 11, 12 gemessene Spannungsabfall einen Wert von Null auf, ist die galvanische Trennung zwischen dem Massenanschluss 3 und dem HV-Netz 2 intakt. Im Fall eines von Null verschiedenen Werts der gemessenen Spannung fließt bei geschlossenem Verbindungsschalter 13 ein Strom zwischen dem positiven Anschluss (HV+) 6 und dem Masseanschluss 3. Eine galvanische Trennung zwischen dem Masseanschluss 3 und dem HV-Netz 2 ist dann nicht mehr gewährleistet.The evaluation of the measured voltage then takes place with the aid of the microcontroller 10 , This determines whether the measured voltage has a value of zero or a value other than zero. Indicates the on the measuring resistors 11 . 12 measured voltage drop to a value of zero, is the galvanic isolation between the ground terminal 3 and the HV network 2 intact. In the case of a non-zero value of the measured voltage flows when the connection switch is closed 13 a current between the positive terminal (HV +) 6 and the ground connection 3 , A galvanic isolation between the ground connection 3 and the HV network 2 is then no longer guaranteed.

Neben der obigen schriftlichen Offenbarung wird ausdrücklich auf die Offenbarung der Figuren Bezug genommen. In addition to the above written disclosure, reference is expressly made to the disclosure of the figures.

Claims

Battery system with a battery ( 4 ) for providing a voltage in a high-voltage network ( 2 ) and a measuring device ( 8th ) for measuring the insulation resistance of the high-voltage network ( 2 ) in relation to a galvanically isolated ground connection ( 3 ), the measuring device ( 8th ) the high-voltage network ( 2 ) and the ground connection ( 3 ) and an insulation measuring circuit ( 9 ) with two measuring resistors ( 10 . 11 ) and one in the high-voltage network ( 2 ) arranged measuring unit ( 10 ), wherein the measuring resistances ( 10 . 11 ) each with a connection ( 6 . 7 ) of the high-voltage network ( 2 ) and with the galvanically isolated ground connection ( 3 ) are interconnectable, and wherein the measuring unit ( 10 ) is adapted to a voltage drop across at least one of the two measuring resistors ( 10 . 11 ), characterized in that the insulation measuring circuit ( 9 ) at least one energy store ( 17 ) for transmission of the to a measuring resistor ( 10 . 11 ) measured voltage drop, wherein the energy storage ( 17 ) with the measuring resistor ( 10 . 11 ), where the measurement takes place, and with the measuring unit ( 10 ) is interconnectable.

Battery system according to claim 1, characterized in that the energy store as a capacitor ( 17 ) is trained.

Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the insulation measuring circuit ( 9 ) a first switch ( 19 ) and a second switch ( 20 ), with which the energy store ( 17 ) with the measuring resistor ( 10 . 11 ) can be connected in parallel.

Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the insulation measuring circuit ( 9 ) a third switch ( 21 ) and a fourth switch ( 22 ), with which the energy store ( 17 ) with the measuring unit ( 10 ) is interconnectable.

Battery system according to claim 4, characterized in that the third switch ( 21 ) in a closed state with the negative potential of the high-voltage network ( 2 ) connected is.

Battery system according to claim 4, characterized in that on the measuring resistor ( 10 . 11 ) measured voltage drop in the form of a voltage at the fourth switch ( 22 ) is present.

Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the insulation measuring circuit ( 9 ) one in the high-voltage network ( 2 ) arranged AD converter ( 18 ), via which the energy store ( 17 ) with the measuring unit ( 10 ) is connectable.

Battery system according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring unit as a microcontroller ( 10 ) is trained.

Battery system according to one of the preceding claims, characterized by a second energy store ( 23 ), between the first Energy storage ( 17 ) and the measuring unit ( 10 ) is arranged.

Battery system according to claim 9, characterized in that the first energy store ( 17 ) and the second energy store ( 23 ) are connected in parallel.